1、従来のWebアクセスモデル
工程（1）従来のモデル完了Webアクセス要求
1）ユーザが要求を開始します
2）サーバは要求を受け入れ
3）サーバは、要求（最大圧力）を処理します
4）リクエストサーバに応答
（2）伝統的なモデルの欠点
単一障害点。
限られたリソースで単一サーバー（クライアントは無制限です）。
単一サーバー・プロセスに時間がかかる（顧客があまりにも長く待つ）です。
（3）従来のモデルの最適化 - 障害ソリューションのシングルポイント
-
最適化：バックアップサーバーを展開、直接ダウン切り替える方式とは、サーバ障害、サーバーと利用率に起因する単一障害点を解決することができ、高いコストが、切り替えはタイムリーではなく、サーバのビジネス圧力の問題を解決することはできません。
-
最適化オプション2：デプロイ複数のサーバーがユーザーの配布のポーリングに基づいて、DNS解決メカニズムを達成するための利点は、ユーザーが速度を処理する改善されたということですが、ときに障害の一つ、DNSおよびそれが失敗したか分からないだろう、要求はまだ得られますこのサーバは、一部のユーザーにつながるサービスにアクセスすることはできません。
図2に示すように、並列処理溶液
1）DNS解決スキームの世論調査
複数のマシンの2）アレイ - トランクモード
彼は要求を処理できない要求と配信要求を受信するための責任が二つのサーバ、目の前にある図、業務の背中を処理するサーバーに要求。サービスサーバがリクエストを処理した後、要求がディストリビュータに送り返され、次にクライアントがディスパッチャに要求を送信し、したがって要求にさらに応答を分配する作業を行わ。
サーバは、サーバを取る従来の必要性は、処理に分配される要求および応答モデルショーの前に要求を受信すると、最大圧力とサービスサーバにサービス処理要求が完了する。
分布およびDNSが働いて分布しているが、違いは、販売代理店が独自のサーバーを展開することであるということである、とDNSの演算子が使用されているので、あなたが論理判断のルールの販売代理店を調整することができます。が、
3、クラスター
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頭字語クラスタコンピュータクラスタ、ゆるく統合コンピュータ・ソフトウェアまたはハードウェアによって計算のセットを完了するために、緊密に連携高さにそれを接続しているコンピュータシステムです。ある意味で、彼らはコンピュータとみなすことができます。（Baiduの解釈）
-
物理マシン・ロジック・コンピュータ、負荷分散とフォールトトレランスの複数で構成される。
構成要素：
1）VIP：仮想IP（仮想IPアドレスにディスペンサー）
2）ディストリビュータ：nginxの
3）データ・サーバ：Webサーバ
4、nginxのクラスタ原理
クラスタの役割でnginxのnginxのは、次のとおりです。ディスパッチャ。
タスク：リクエストに応答し、要求、配信要求を受け入れます。
機能モジュール：
1）ngx_http_upstream_module：アプリケーション層（7）分配モジュール
2）ngx_stream_core_module：トランスポート層（4）分配モジュール（1.9スタートこの機能を提供）
エッセンス（1）nginxのクラスタ
nginxのは、実際にクラスタです：+リバースプロキシ+上流の配布モジュールをWebホスティング。
Webホスティング：受け入れ、要求に応答する責任があります。
リバースプロキシ：データを取得するために、データ・サーバにユーザーを導きます。
上流：データを取得するためにデータ・サーバに伝えるnginxの。
（2）トレンドデータ（要求処理の流れ）
1）仮想ホストは、ユーザーの要求を受け入れ、
2）仮想ホストはリバースプロキシを見つけるために、（リバースプロキシどこのデータを取得するように依頼）
3）リバースプロキシは、上流に行こう
4）の上流には、データ・サーバのIPを伝えます
5）nginxのは、データ・サーバを見つけ、ユーザーが要求を開始します
6）データ処理要求及びサーバは、要求を受け付け
7）サーバnginxのにデータ要求に応答して
8）nginxのユーザ要求に応答して
第二に、クラスタWEBを構築するために使用nginxの販売代理店
1、環境の準備
試験機：VMware仮想マシンコア1G 1
NIC：ブリッジング
システム：centos7.5
ファイアウォール：閉じます
SELinuxの：閉じます
セグメント：192.168.199.0/24
販売代理店として、両方のWebサーバーとしての両方、インストールnginxのサービス：4つのテストマシンを準備します。
| ホスト名 | IP | 役割 |
|---|---|---|
| 主人 | 192.168.199.226 | 主分配 |
| バックアップ | 192.168.199.227 | 機器の販売代理店 |
| WEB01 | 192.168.199.228 | データサーバ1 |
| WEB02 | 192.168.199.229 | データサーバ2 |
2、配置web业务机器
（1）nginx安装脚本
下载nginx包
wget http://nginx.org/download/nginx-1.15.5.tar.gz -P /usr/local
在web01和web02安装nginx
在master安装nginx
（2）配置web服务器操作测试
在web01写入
echo web01 > /usr/local/nginx/html/index.html # 写入页面
在web02写入
echo web02 > /usr/local/nginx/html/index.html # 写入页面
在master主分发器测试,可以打开web业务服务器
[root@master ~]# elinks http://192.168.199.228 -dump web1 [root@master ~]# elinks http://192.168.199.229 -dump web02 [root@master ~]#
3、配置分发器（轮询方式分发）
upstream语法
upstream name {...}，而且只能配置在http中
设置主分发器master的配置文件
[root@master ~]# cd /usr/local/nginx
# 清除空行和注释项
[root@master nginx]# sed -i '/#/d' ./conf/nginx.conf
[root@master nginx]# sed -i '/^$/d' ./conf/nginx.conf
[root@master nginx]# vi ./conf/nginx.conf
# 配置nginx.conf
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
upstream web{ # 名为web的反向代理群组
server 192.168.199.228;
server 192.168.199.229;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://web; # 去找反向代理
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
重启master主分发器
[root@master nginx]# killall nginx [root@master nginx]# ./sbin/nginx [root@master nginx]# lsof -i :80 COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME nginx 2808 root 6u IPv4 80432 0t0 TCP *:http (LISTEN) nginx 2809 nobody 6u IPv4 80432 0t0 TCP *:http (LISTEN) [root@master nginx]#
4、集群分发测试（默认轮询）
客户端访问分发器地址，默认按照轮询的方式来进行分发。
在web02访问主分发器
[root@web02 nginx]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 nginx]# elinks http://192.168.199.226 -dump web02 [root@web02 nginx]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 nginx]# elinks http://192.168.199.226 -dump web02 [root@web02 nginx]#
三、Nginx分发算法
集群分发算法：如何将用户请求按照一定的规律分发给业务服务器。主要分为Nginx集群默认算法和基于请求头分发算法。
1、Nginx集群默认算法
upstream module
nginx的upstream 目前支持4种方式的分配
（1）轮询(默认) 每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
（2）weight 指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况，权重越大，访问的次数就越多。
（3）ip_hash 每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务，好处是可以解决session的问题。
因此前两种只能处理静态页面，而这种方式可以处理动态网站。
（4）fair(第三方) 按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。
（5）url_hash(第三方) 按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务 ，后端服务器为缓存时比较有效。
2、upstream中设置的Nginx业务服务器状态
示例
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
upstream web{ # 名为web的反向代理群组
server 192.168.199.228 down;#设置业务服务器的状态 down,不参与分发
server 192.168.199.229;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://web; # 去找反向代理
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
每个设备的状态设置参数：
-
down 表示当前的server暂时不参与负载；
-
weight 默认为1，weight越大，负载的权重就越大；
-
max_fails 允许请求失败的次数默认为1，当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream模块定义的错误；
-
fail_timeout 失败超时时间，在连接Server时，如果在超时时间之内超过max_fails指定的失败次数，会认为在fail_timeout时间内Server不可用，默认为10s
-
backup
备份服务器，业务不忙不会使用这台服务器，业务非常忙会调用这台服务器，其他所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。
3、Nginx集群默认算法测试
集群环境与之前完全相同。
| 主机名 | IP | 角色 |
|---|---|---|
| Master | 192.168.199.226 | 主分发器 |
| Backup | 192.168.199.227 | 备分发器 |
| Web01 | 192.168.199.228 | 数据服务器1 |
| Web02 | 192.168.199.229 | 数据服务器2 |
（1）轮询算法分发
注意：在轮询中，如果服务器down掉了，会自动剔除该服务器。，默认的配置就是轮询策略。此策略适合服务器配置相当，无状态且短平快的服务使用。
修改主分发器设置
upstream web {
server 192.168.199.228;
server 192.168.199.229;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://web;
}
}
前面已经测试验证了轮询算法分发。配置backup参数如下所示：
upstream web {
server 192.168.199.228 weight=1;
server 192.168.199.229 weight=1 backup;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://web;
}
}
关停第一个web01节点情况，访问尝试：
[root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump
web02
[root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump
web02
[root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226-dump
web02
（2）基于权重的分发
权重越高分配到需要处理的请求越多。此策略可以和ip_hash结合使用。此策略比较适合服务器的硬件配置差别比较大的情况。
修改主分发器设置
upstream web {
# 设置权重比例1:2
server 192.168.199.228 weight=1;
server 192.168.199.229 weight=2 ;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://web;
}
}
访问测试验证：
[root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web02 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web02 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web02 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web02 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 ~]#
通过权重比例的分配，可以让性能更强的服务器承担处理更多的请求。
（3）基于ip_hash分发
ip_hash算法能够保证来自同样源地址的请求都分发到同一台主机。 需要注意：在nginx版本1.3.1之前，不能在ip_hash中使用权重（weight）。 ip_hash不能与backup同时使用。默认权重为1。
此策略适合有状态服务，比如session，当有服务器需要剔除，必须手动down掉。
upstream web {
ip_hash; # 指定ip_hash即可
server 192.168.199.228;
server 192.168.199.229;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://web;
}
}
访问测试验证：
# 源ip固定，每次访问的结果都一样 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 #换一台机器，只要ip固定，一直访问某台服务器 [root@web01 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web01 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web01 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web01 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web01 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web01 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1
四、Nginx基于请求头的分发
前面的分发方式都是基于一个集群分发的，而基于请求头分发一般都是用于多集群分发的。 浏览器开发者工具network工具下，获取请求的请求头信息如下所示：
Request URL: http://192.168.199.226/ # 请求的URL Request Method: GET # 请求的方法 Status Code: 200 OK Remote Address: 1192.168.199.226:80 Referrer Policy: no-referrer-when-downgrade # 请求的策略 Response headers # 响应头 Accept-Ranges: bytes Connection: keep-alive Content-Length: 6 Content-Type: text/html Date: Fri, 26 Oct 2018 12:43:02 GMT ETag: "5bd3014d-6" Last-Modified: Fri, 26 Oct 2018 11:58:05 GMT Server: nginx/1.15.5 Request Headers # 请求头 GET /index.php HTTP/1.1 # 请求方法是GET；域名后面的部分就是路径，默认是‘／’；使用的HTTP协议是1.1 Host: 192.168.31.43 # 访问的域名（域名或IP均可） Connection: keep-alive # 长连接 Upgrade-Insecure-Requests: 1 User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_0) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/69.0.3497.100 Safari/537.36 # 用户浏览器的类型 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8 # 可以接受的数据类型 Accept-Encoding: gzip, deflate # 压缩 Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9 # 语言
1、基于host分发
基于host分发这种分发方式适用于多集群分发。例如：一个公司有多个网站，每个网站就是一个集群。
在主分发器上设置
http {
upstream web1 { # 名为web1的反向代理群组
server 192.168.199.228;
}
upstream web2 { # 名为web2的反向代理群组
server 192.168.199.229;
}
server { # web1虚拟主机
listen 80;
server_name www.web1.com; # 基于域名分发必须有域名
location / {
proxy_pass http://web1;
}
}
server { # web2虚拟主机
listen 80;
server_name www.web2.com; # 基于域名分发必须有域名
location / {
proxy_pass http://web2;
}
}
}
选择web02做客户机，修改hosts文件
[root@web02 ~]# vi -r /etc/hosts 127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain 4 ::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain 6 192.168.199.226 www.web1.com 192.168.199.226 www.web2.com ~
基于域名的分发测试：
[root@web02 ~]# elinks http://www.web1.com -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://www.web1.com -dump web1 [root@web02 ~]# elinks http://www.web2.com -dump web02 [root@web02 ~]# elinks http://www.web2.com -dump web02 [root@web02 ~]#
2、基于开发语言分发
这种分发方式适用于混合开发的网站，某些大型网站既有php也有jsp，就可以基于开发语言分发。
配置测试环境
选择web01作为php环境的业务服务器，web02直接还是写html页面
在web01上安装php环境并写一个简单的php页面
#yum安装php环境 [root@web01 ~]# yum -y install httpd php Loaded plugins: fastestmirror Loading mirror speeds from cached hostfile * base: mirror.sunnyvision.com * extras: mirror.sunnyvision.com * updates: mirror.hostlink.com.hk base ... #关掉nginx,启动apache [root@web01 ~]# killall nginx [root@web01 ~]# systemctl start httpd [root@web01 ~]# # 编写php文件到web1 [root@web01 html]# echo "<?php phpinfo();?>" >/var/www/html/index.php [root@web01 html]# #直接访问web01测试下是否安装成功 在物理机的浏览器访问 http://192.168.199.228/index.php
在主分发器上设置
# 192.168.199.226分发器上nginx配置
http {
upstream php {
server 192.168.199.228;
}
upstream html {
server 192.168.199.229;
}
server {
location ~* \.php$ { # 以php结尾的
proxy_pass http://php;
}
location ~* \.html$ { # 以html结尾的
proxy_pass http://html;
}
}
}
基于开发语言的测试
在物理机访问分发器的ip192.168.199.226/index.php 可以看到php-info信息页面
在物理机访问分发器的ip192.168.199.226/index.html 可以看到web02
3、基于浏览器的分发
这种基于浏览器的分发，常应用于PC端和移动端区分或浏览器适配。
构建测试环境
停止使用web01的apache,启动nginx
[root@web01 ~]# systemctl stop httpd [root@web01 ~]# lsof -i :80 [root@web01 ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx [root@web01 ~]# lsof -i :80 COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME nginx 7301 root 6u IPv4 421650 0t0 TCP *:http (LISTEN) nginx 7302 nobody 6u IPv4 421650 0t0 TCP *:http (LISTEN) [root@web01 ~]#
在web01上增加一个虚拟主机
http {
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
}
server {
listen 81;
server_name localhost;
location / {
root web3;
index index.html index.htm;
}
}
}
在web01写入测试文件，重启nginx，测试是否正常
[root@web01 nginx]# mkdir /usr/local/nginx/web3 [root@web01 nginx]# echo web03 > /usr/local/nginx/web3/index.html [root@web01 nginx]# killall nginx [root@web01 nginx]# ./sbin/nginx [root@web01 nginx]# elinks http://192.168.199.228:81 -dump web03 [root@web01 nginx]#
在主分发器修改配置文件
upstream elinks { server 192.168.199.228; }
upstream chrome { server 192.168.199.229; }
upstream any { server 192.168.199.228:81; }
server {
listen 80;
server_name www.web1.com;
location / {
proxy_pass http://any;
if ( $http_user_agent ~* Elinks ) {
proxy_pass http://elinks;
}
if ( $http_user_agent ~* chrome ) {
proxy_pass http://chrome;
}
}
}
重启nginx
[root@master nginx]# ./sbin/nginx -t nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful [root@master nginx]# killall nginx [root@master nginx]# ./sbin/nginx [root@master nginx]# lsof -i :80 COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME nginx 3533 root 6u IPv4 146667 0t0 TCP *:http (LISTEN) nginx 3534 nobody 6u IPv4 146667 0t0 TCP *:http (LISTEN) [root@master nginx]#
在客户机web02，物理机测试效果
[root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web
chrome浏览器测试结果
IE浏览器测试结果
4、基于源IP分发
像腾讯新闻、58同城等等网站，往往在什么地方登陆则获取哪个地方的数据。服务器通过源IP匹配判断，从对应的数据库中获取数据。
（1）geo模块
Nginx的geo模块不仅可以有限速白名单的作用，还可以做全局负载均衡，可以要根据客户端ip访问到不同的server。 geo指令是通过ngx_http_geo_module模块提供的。默认情况下，nginx安装时是会自动加载这个模块，除非安装时人为的手动添加--without-http_geo_module。 ngx_http_geo_module模块可以用来创建变量，其值依赖于客户端IP地址。
geo指令 语法: geo [$address] $variable { ... } 默认值: — 配置段: http 定义从指定的变量获取客户端的IP地址。默认情况下，nginx从$remote_addr变量取得客户端IP地址，但也可以从其他变量获得。如
geo $remote_addr $geo {
default 0;
127.0.0.1 1;
}
#如果用户的$remote_addr值是127.0.0.1 则返回 1，即$geo变量的值是1
geo $arg_ttlsa_com $geo {
default 0;
127.0.0.1 1;
}
（2）基于源IP主分发器的配置
修改主分发器的nginx配置
upstream bj.server {
server 192.168.199.228; # web01
}
upstream sh.server {
server 192.168.199.229; # web02
}
upstream default.server {
server 192.168.199.228:81; # web03
}
geo $geo { # IP库
default default;
192.168.199.228/32 bj; # 北京
192.168.199.229/32 sh; # 上海
}
server {
listen 80;
server_name www.web1.com;
location / {
proxy_pass http://$geo.server$request_uri; #$request_uri传递原来的url的其他参数
}
}
重启nginx
[root@master nginx]# ./sbin/nginx -t nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful [root@master nginx]# killall nginx [root@master nginx]# ./sbin/nginx [root@master nginx]# lsof -i :80 COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME nginx 3609 root 6u IPv4 152318 0t0 TCP *:http (LISTEN) nginx 3610 nobody 6u IPv4 152318 0t0 TCP *:http (LISTEN) [root@master nginx]#
访问测试验证
在web01测试
[root@web01 nginx]# elinks http://192.168.199.226 -dump web1 [root@web01 nginx]#
在web02测试
[root@web02 ~]# elinks http://192.168.199.226 -dump web02 [root@web02 ~]#
在物理机的测试
参考资料
[1]https://www.cnblogs.com/xiugeng/p/10155283.html